Pour l'ingénieur chimiste Tonghan Gu, une journée type de terrain à Mumbai, Inde, ne commence pas dans un laboratoire, mais avec une visite à Shree Char Bhuja Dairy. Les employés de ce petit magasin de la banlieue nord de la ville sont sympathiques, si légèrement perplexe, car ils traitent sa demande de 10 sachets de lait d'un litre. La transaction quotidienne ne prend qu'une minute ou deux, mais il fait partie d'un projet qui cherche un impact durable dans la lutte contre la malnutrition infantile.

Gu, un MIT Tata Fellow et un doctorant au département de génie chimique, travaille avec des aliments thérapeutiques prêts à l'emploi (ATPE), une haute teneur en calories, pâte riche en nutriments qui est le traitement ambulatoire le plus utilisé pour la malnutrition aiguë sévère. Alors que les ATPE ont connu du succès dans de nombreux pays africains, il n'a pas réussi à prendre le même pied en Inde en raison de problèmes d'appétence, fiabilité de l'approvisionnement en eau, et le coût.

Cependant, recherche en instance de brevet de Gu et T. Alan Hatton, le professeur Ralph Landau au Département de génie chimique, décrit une nouvelle formule ATPE qui utilise des ingrédients locaux pour augmenter l'appétence pour les enfants indiens, peut être pulvérisé et séché par pulvérisation pour faciliter le transport et le stockage, et est abordable dans les communautés pauvres où la malnutrition aiguë sévère est la plus répandue.

La nouvelle formule est rendue possible par les progrès de la stabilisation des émulsions à l'échelle nanométrique. Maintenant, Hatton dit, "l'objectif est de voir cette approche utilisée dans toute l'Inde."

Un dilemme mortel

La malnutrition aiguë sévère est une maladie potentiellement mortelle qui survient lorsque le rapport poids/taille d'un enfant tombe en dessous d'une valeur fixée par l'Organisation mondiale de la santé, et se caractérise par une « fonte sévère » - une perte massive de graisse corporelle et de muscle - et parfois par un œdème, ce qui provoque un gonflement des tissus corporels. On estime qu'elle affecte environ 20 millions d'enfants dans le monde chaque année, et 8 millions rien qu'en Inde, avec un taux de mortalité pouvant atteindre 30 pour cent.

"Cela arrive souvent lorsque les enfants sont modérément malnutris, et puis un facteur externe, comme une mauvaise récolte ou une maladie, aggrave la situation, " dit Gu. " Avec une bonne gestion, le taux de mortalité pourrait être réduit à moins de 5 pour cent. »

Les options de traitement actuelles se limitent à des programmes de nutrition coûteux dans les hôpitaux, et la formule ATPE existante, créé et breveté par une entreprise française. Cela se présente sous la forme d'un lourd, pâte visqueuse composée principalement de lait en poudre, beurre d'arachide, huile, et du sucre. Bien que l'efficacité de cette formule soit scientifiquement prouvée, il a rencontré plusieurs obstacles à l'adoption en Inde.

"Le plus gros problème est que les enfants indiens n'aiment pas le manger, " explique Gu. " Le beurre de cacahuète ne fait pas partie de leur alimentation, donc l'appétence est assez mauvaise."

Ce n'est pas aussi simple que de les forcer à avaler un repas qu'ils n'apprécient pas. Les enfants souffrant de malnutrition aiguë sévère doivent suivre un traitement de six semaines, ce qui signifie qu'ils mangeront plus de 100 repas consécutifs d'ATPE. Les rapports de l'hôpital de Sion à Mumbai indiquent que de nombreux enfants ne consomment qu'un tiers de la quantité requise. Et il y a un autre hic :en raison des préoccupations concernant la contamination et les maladies d'origine hydrique, les enfants sont priés de ne pas boire d'eau lorsqu'ils utilisent des ATPE. Cette règle protège les producteurs et les distributeurs de l'aliment de toute responsabilité, même s'il est impossible de s'y conformer, puisque l'ATPE a une consistance sèche et huileuse.

En outre, Gu estime que le coût des ATPE existants – environ 30 roupies par repas – est plus du double de ce que de nombreuses familles pauvres budgétisent généralement pour la nourriture.

La solution milk-shake

"Nous essayons de faire quelque chose qui ressemble plus à un milk-shake, " Dit Gu. "C'est un mélange de composants à haute énergie, en utilisant des aliments locaux comme le chana dal [pois chiches]. On peut même ajouter des épices pour créer différentes saveurs. Nous avons constaté que les enfants aiment vraiment la version buvable."

La formule proposée par Hatton et Gu est conçue pour s'accorder avec le palais local, en utilisant des ingrédients et des saveurs que les enfants sont déjà habitués à manger, et la possibilité de personnaliser davantage avec des épices signifie que l'ATPE peut être adapté aux goûts régionaux en Inde. Sa faible viscosité, La consistance semblable à celle d'un milkshake facilite la consommation des nourrissons et des tout-petits.

Après une démonstration à l'échelle pilote réussie à Mumbai en utilisant des aliments d'origine locale et le lait de Shree Char Bhuja Dairy, ils croient que le passage à l'échelle industrielle est faisable. « D'un point de vue scientifique et technique, nous avons résolu le problème essentiel de la stabilisation de ces gouttelettes d'huile pour une durée de conservation à long terme, " dit Hatton. " Maintenant, nous entrons dans la prochaine phase de fabrication et de commercialisation. "

Pour la production de masse, ils utilisent une machine appelée moulin colloïdal pour homogénéiser les ingrédients. Puis, par un processus appelé séchage par pulvérisation, les gouttelettes d'huiles liquides et de micronutriments sont micro-encapsulées à l'intérieur de solides, résultant en une poudre sèche. Le mélange peut être reconstitué sur place avec du lait ou de l'eau propre, nécessitant seulement 30 secondes d'agitation à la main.

"Il n'y a pas beaucoup de difficulté à produire les microcapsules, qui ont été commercialisés pour d'autres applications. La difficulté est de restreindre les choix de composants solides, indispensables à la stabilité de la poudre sèche, à des produits agricoles locaux abordables, au lieu d'additifs artificiels plus chers, " dit Gu.

Grâce en partie à l'achat en gros d'ingrédients locaux, Gu s'attend à ce que le prix par repas soit nettement inférieur à celui de l'ATPE existant, éliminer un autre obstacle critique à l'adoption.

Mais certains obstacles demeurent, comme obtenir l'approbation du gouvernement, mener un essai clinique dans un hôpital, et résoudre ce que Gu appelle "le dilemme de l'eau". Tout comme avec l'ATPE existant, il est important qu'il soit consommé avec de l'eau propre, ce qui n'est pas une tâche facile dans de nombreuses régions de l'Inde où l'eau courante et les eaux souterraines peuvent être contaminées.

"Le meilleur des cas est de pouvoir reconstituer l'ATPE avec du lait, qui est largement disponible, " dit Gu. "La vache agit comme une sorte de filtre."

L'équipe du MIT collabore avec des chercheurs de l'Indian Institute of Technology de Bombay pour finaliser la formule et surmonter les défis de la mise en œuvre. Gu a de grands espoirs pour combler une lacune critique :« Je pense que notre formule donne aux enfants souffrant de malnutrition aiguë sévère une meilleure chance d'obtenir les nutriments dont ils ont besoin.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.